【文章信息】

MOFs衍生物磷化工程用于准固态非对称超级电容器的合理构建

第一作者：魏锡均

通讯作者：宋英泽*，刘旭东*，张云怀*

单位：西南科技大学，重庆大学，中国工程物理研究院激光聚变研究中心

【研究背景】

超级电容器因具备快速充放电能力、高功率密度、良好的循环稳定性和安全性被认为是极具发展前景的下一代储能体系。然而，超级电容器较低的能量密度制约了其进一步的大规模应用。目前超级电容器的研究工作主要集中在以不牺牲功率密度的前提下如何提升其能量密度。现有证据表明正负极材料电荷量不匹配是限制超级电容器整体能量密度的关键科学问题。

【本文要点】

针对上述关键科学问题，宋英泽研究团队以两种金属有机框架（MOFs）材料为前驱体，采用可控的热处理过程和磷化工程成功获得了CoP和FeP₄纳米立方体，从而开发出具有高比电容值的正负极材料。由于CoP和FeP₄纳米立方体在化学组成和微观结构上的明显优势，在电流密度为1 A g^–1时，其比电容分别为600和345 F g^–1。以CoP和FeP₄纳米立方体分别为正、负极，基于电荷匹配原理成功组装了准固态非对称超级电容器。在功率密度为695 W kg^–1的情况下，准固态非对称超级电容器能量密度达到46.38 Wh kg^–1。此外，将组装的准固态非对称超级电容器与单晶硅板组合成太阳能充电系统，可成功的为用电器供电，验证了该装置的实用化性能。研究工作不仅为设计高性能的能源材料提供了合理研究策略，而且还为构建高性能的准固态非对称超级电容器提供了实际指导依据。

【文章链接】

Phosphorization Engineering on Metal-Organic Frameworks for High-Performance Quasi-Solid-State Asymmetry Supercapacitors

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202007062